摘要：电梯平衡系数是电梯最重要的特性参数之一，它直接影响着曳引电梯的整体性能。电梯平衡系数即与电梯运行的安全性能和舒适" />
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电梯平衡系数的重要性及检测方法
2013年22期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　摘要：电梯平衡系数是电梯最重要的特性参数之一，它直接影响着曳引电梯的整体性能。电梯平衡系数即与电梯运行的安全性能和舒适性能有重要关系，也是电梯节能经济运行的一个重要因素。它的取值要综合考虑电梯的主电动机功率、电梯曳引能力、不平衡载荷系数等因素。本文分析了目前常用的电梯平衡系数测试方法的原理及其存在的缺点，以利于检测人员根据不同的电梯安装使用环境采取不同的检测方法，从而提高检验的效率以及检验的准确度，保证电梯的经济安全运行。 中国论文网 /1/view-5001525.htm　　关键词：曳引式电梯；电梯平衡系数 　　1.平衡系数的含义 　　电梯的驱动有多种方式，主要有强制式驱动、液压式驱动、曳引式驱动等，而曳引式驱动是现代电梯最为广泛的驱动方式。平衡系数作为电梯整体设计的最重要的参数之一，是曳引式驱动电梯的一个很重要的性能指标。平衡系数的取值将直接影响到电梯的安全性、可靠性及节能降耗等重要方面，所以平衡系数的检测是电梯检验中一项很重要的功能试验项目，《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》第8.5条明确规定电梯平衡系数应在0.4～0.5之间。 　　2. 平衡系数对电梯的影响 　　2.1. 平衡系数对曳引电动机功率的影响 　　电梯的曳引电动机净功率，一般计算公式为： 　　式中：N为电梯（对应一定载重量和运行速度）的曳引电动机功率（kW）； 为电梯运行速度（m/s）； 为电梯运动系统的总效率。 　　从式（4）可以看出：平衡系数大则上行时功率消耗低，下行时功率消耗大；平衡系数小则下行时功率消耗低，上行时功率消耗大。故一般平衡系数取0.4～0.5。 　　如果电梯配套使用的电动机功率足够大，则K的选择将影响电梯运行时耗能的大小，如果选用电动机的功率余量较小，则平衡系数取值不合适可能会造成电梯启动后出现倒拉、发生溜车或者冲顶的事故。 　　2.2. 平衡系数对电梯曳引能力的影响 　　按静平衡条件，当电梯在工作情况下不打滑时，曳引能力应满足：T1/T2≤efa （5） 　　式中：T1为绕入端静拉力（N）；T2为绕出端静拉力（N）；e为自然对数的底；a为曳引绳在曳引轮上的包角（rad）；f为曳引绳在曳引轮槽中的当量摩擦系数。 　　T1与T2的比值大，则表明曳引钢丝绳上所具有的静摩擦力（T1一T2）大，即电梯曳引能力大。当轿厢上升时，T1为空轿厢和载人或物的重量产生的拉力，T2为对重产生的拉力，平衡系数越大则T2越大，允许载人或物的重量就越大，电梯的曳引能力就越大，但当轿厢载荷较小时，有可能打滑。平衡系数过小则不满足曳引条件，使曳引能力不够，轿厢不能被提起。当轿厢下降时T1为对重产生的拉力，T2为空轿厢和载人或物的重量产生的拉力，平衡系数对曳引能力的影响与轿厢上升时相同。故平衡系数的选取要兼顾空轿厢上升和满轿厢下降，及其他各方面的因素。 　　2.3. 平衡系数对比压的影响 　　轿厢自重较轻时，对125% 载荷的轿厢在底层时的曳引条件有利，但当空载轿厢在最高层时，若自重太轻则可能会不符合曳引条件，而使钢丝绳打滑。如果增加轿厢自重，虽然可以增加一些曳引能力，但由式（6）可知会增加钢丝绳在绳槽内的比压，增加钢丝绳的磨损。 　　式中：P为比压，MPa；T为轿厢以额定载荷停在最低层站时，在曳引轮水平面上轿厢一侧曳引绳的静拉力；n为曳引绳根数；d为曳引钢丝绳直径（mm）；D为曳引轮节圆直径（mm）；β为半圆切口槽的切口角（rad），对半圆槽β=0。 　　2.4. 平衡系数对轿厢、对重系统总质量的影响 　　M=P+Q+W+Y=（P+Q）+（P+KQh）+Y （Y—曳引钢丝绳等装置质量），这一点很容易被忽略。轿厢、对重系统的总质量将影响电梯的安全系数，影响对曳引钢丝绳、曳引轮绳槽等部件参数的选择。同时总质量的大小还影响到电梯运行中启、制动的加、减速度，影响到电梯使用的安全钳、缓冲器等安全部件的选择。在电梯安装时，为了应对验收检验，减小验收时的不平衡载荷，安装人员往往把平衡系数K取得较大，配置到接近50%，增加平衡系数就是增加对重的质量，会带来电梯启、制动加速度的减小，以至启、制动困难。因此，平衡系数K值表面上看只是一个比值，实际上它与轿厢、对重的质量有密切关系。它是电梯整体设计时的重要参数之一，撇开额定载重、轿厢自重等参数，纯粹的平衡系数是没有意义的。 　　3. 平衡系数的检测 　　平衡系数K的确定必须在电梯设计时，结合曳引轮、绳槽形状、曳引钢丝绳、轿厢自重以及配套的曳引机电机、制动器、安全钳、缓冲器等综合考虑。这就是为什么电梯安装时，平衡系数应按0.4～0.5范围设计的原因。值得一提的是，近来一些在用电梯用户重新装璜轿厢，使轿厢的自重增加，这时为了保持平衡系数K值不变，采取增加对重块的方法，使系统的整体质量大大增加，影响到安全钳与缓冲器的容量是否匹配，这是极其错误的，这时的平衡系数已失去了原有的意义。电梯的安全系数降低，启、制动加速度减小，会给电梯造成严重的安全隐患。所以电梯在经过国家质量监督总局核准的特种设备检验机构验收合格投入使用后，使用单位不得随意对轿厢进行装潢从而改变轿厢重量，在对轿厢进行装潢前必须经原制造单位及质量技术监督部门审查同意，并且改造后要重新检验。同时还应该验证电梯的安全钳、缓冲器、安全联锁装置等是否可靠有效，其中平衡系数等重要检测参数还要重新测定，否则将会留下严重的安全隐患。 　　结论： 　　电梯的平衡系数是曳引式电梯整体设计的最重要的参数之一，也是关系电梯安全、可靠、舒适、使用寿命、节能运行的一项重要参数。所以平衡系数的检测是电梯监督检验中一项很重要的功能试验项目。对于电梯的平衡系数，首先应该正确理解其取值的意义，以及取值的改变对电梯的影响，其次是采取准确切实的测量方法。只有这样才能保证电梯的运行可靠，进而保证乘客的生命安全。 　　参考文献： 　　[1] GB/ ，电梯制造与安装安全规范[S]. 　　[2] GB/T 1，电梯技术条件[S]. 　　[3] TSG T，电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯[S]. 　　[4] 毛怀新.电梯与自动扶梯技术检验[M]北京：学苑出版社，2003.
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　　轿厢装修后的超重在多年的有关资料中，电梯装潢而造成轿厢重量改变，造成平衡系数不符合要求，致使电梯发生不同程度的事故很多。电梯轿厢装修后的比重按1t轿厢约自重320kg计，经装修后重量超出380kg。要使电梯回复基点对重必须同时加重190kg，即对曳引机而言总重量共加570kg。　　当然电梯装潢设计已有一定的超重预留数据。但超于其数就会使主机、齿轮、主轴及各钢绳、缆辘都会出现不同程度的金属疲劳。因这种种的后果用任何测试工具都起不了作用。如缆辘坑加快加深这点就只能凭经验判断，电梯自身超重，使电梯运行中无一秒轻松地缓冲，可能使电梯产生各种事故，特别是高速梯及无机房更应注意，所以在电梯装潢设计就要控制一定的装修重量。　　每年在世界各地都有电梯装潢后超重后而带来的各种意外。/但到目前还未得到真正的重视，电梯装潢设计中，应尽量不要选太多厚重的材料。
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电梯平衡系数测试系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种电梯平衡系数测试系统及方法，包括：检测发射器，安装在电梯对重架上，在电梯装载不同载荷沿全程直驶上下运行过程中，用于判断轿厢与对重是否在同一水平位置上，若是，检测发射器发出无线信号；无线锁定电流采集器，安装在电梯主回路上，用于接收无线信号，并基于该无线信号采集电梯驱动电机此刻的电流值，该无线锁定电流采集器与检测发射器无线连接；移动终端，用于接收无线锁定电流采集器所采集的电流值，并根据接收到的不同载荷的电流值采用最小二乘拟合与插值相融合的方法进行曲线绘制并计算平衡系数值，显示测试曲线以及测试结果，该移动终端与无线锁定电流采集器无线连接。本发明能够提高平衡系数测试的准确度，并且测试效率高。
【专利说明】电梯平衡系数测试系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于曳引式电梯平衡系数测试技术，具体涉及一种电梯平衡系数测试系统及方法。
【背景技术】
[0002]GB/T《电梯试验方法》和《电梯监督检验和定期检验规则一曳引与强制驱动电梯》要求电梯的平衡系数为0.4?0.5或符合制造(改造)单位的设计值，其检验方法为“轿厢分别装载额定载重量的30%、40%、45(%、50(%、60(%作上、下全程运行，当轿厢和对重运行到同一水平位置时，记录电动机的电流值，绘制电流-负荷曲线以上、下行运行曲线的交点确定平衡系数。”该方法在检验中具体操作步骤是:
[0003](I)电梯轿厢和对重在一个水平线上的时候在曳引机支架和钢丝绳上做个标识；
[0004](2)轿厢按规定放置不同重量的砝码；
[0005](3)电梯上下运行，通过目测曳引绳上的标识到达曳弓I机支架标识处来判断电梯轿厢与对重在同一水平线时，用钳形电流表测试读出这一时刻的电流数据；
[0006](3)在检验记录的测试表格中记录数据并手工绘制平衡系数曲线图；
[0007](4)根据曲线交点，确定平衡系数值。
[0008]其中，所述步骤(3)采用手工绘制平衡系数曲线时通过了所有测试点，从数值分析的角度看，这是一种插值处理，也就是曲线严格的通过每一个测试的数据点。然而，在平衡系数的测试过程中，由于电压波动、摩擦力、风阻等不可避免地会有误差产生。而采用经过所有的测试点绘制曲线，也就将测试的误差保留了下来，会对结果造成影响。同时，不同人的绘制可能导致结果不一致，带来人为误差。为减小平衡系数测试误差，通常采用曲线拟合的方法进行平衡系数曲线的拟合，但该方法不能避免边界数据问题带来的错误判断。同时，目前还没有在检验现场测试平衡系数后直接打印曲线及结果的情况。
[0009]近年，平衡系数自动测试的研究方兴未艾。如CNU记载的“电梯平衡系数测量仪”，该测量仪包括位置传感器、电流传感器、发射器、接收器和主控器，位置传感器、发射器安装在电梯轿顶，电流传感器安装在电梯主回路上，接收器、主控器安装在机房内，电流传感器连接主控器。本实用新型自动检测轿厢和对重在同一水平面时位置，自动触发电流传感器记录电流值，并自动计算出平衡系数，彻底摆脱了人为因素对获得平衡系数数值准确性的影响，检验手段更加科学、严谨，检验结果更加准确。但存在的缺点是:置于轿顶的传感器需要全程学习，同时主控器功能单一。
[0010]目前，采用无载荷测试平衡系数的方法也取得了一些研究成果，如安徽省特种设备检测院研发的通过检测曳引轮两侧钢丝绳张力确定平衡系数的检测仪、辽宁石油化工大学研发的静态两侧重量差测量方法及其测试仪、德国TUV公司的ADIASYSTEM电梯检测系统等。由于是无载荷测试，省去了反复搬运砝码的环节，测试时间短，但其存在的问题是，测试结果与现行电梯检验规则采用的动态测试数值存在差异，可重复性差，限制了推广应用。【发明内容】
[0011 ] 本发明的目的是提供一种电梯平衡系数测试系统及方法，以提高平衡系数数值的准确度，并且测试效率高。
[0012]本发明所述的一种电梯平衡系数测试系统，包括:
[0013]检测发射器，该检测发射器安装在电梯对重架上，在电梯装载不同载荷沿全程直驶上下运行过程中，所述检测发射器用于判断轿厢与对重是否在同一水平位置上，若是，所述检测发射器发出无线信号；
[0014]无线锁定电流采集器，该无线锁定电流采集器安装在电梯主回路上，用于接收所述检测发射器发出的无线信号，并基于该无线信号采集电梯驱动电机此刻的电流值，该无线锁定电流采集器与检测发射器无线连接；
[0015]移动终端，用于接收所述无线锁定电流采集器所采集的电流值，并根据接收到的不同载荷的电流值采用最小二乘拟合与插值相融合的方法进行曲线绘制并计算平衡系数值，显示测试曲线以及测试结果，该移动终端与所述无线锁定电流采集器无线连接。
[0016]所述移动终端还用于通过输入增加或减少的对重质量或者对重块数与对重块质量，自动计算得到调整后的平衡系数值，计算公式如下:
【权利要求】
1.一种电梯平衡系数测试系统，其特征在于，包括:
检测发射器(I)，该检测发射器(I)安装在电梯对重架(10)上，在电梯装载不同载荷沿全程直驶上下运行过程中，所述检测发射器(I)用于判断轿厢(7)与对重(8)是否在同一水平位置上，若是，所述检测发射器(I)发出无线信号；
无线锁定电流采集器(2)，该无线锁定电流采集器(2)安装在电梯主回路(9)上，用于接收所述检测发射器(I)发出的无线信号，并基于该无线信号采集电梯驱动电机此刻的电流值，该无线锁定电流采集器(2)与检测发射器(I)无线连接；
移动终端(3)，用于接收所述无线锁定电流采集器(2)所采集的电流值，并根据接收到的不同载荷的电流值采用最小二乘拟合与插值相融合的方法进行曲线绘制并计算平衡系数值，显示测试曲线以及测试结果，该移动终端(3)与所述无线锁定电流采集器(2)无线连接。
2.根据权利要求1所述的电梯平衡系数测试系统，其特征在于:所述移动终端(3)还用于通过输入增加或减少的对重质量或者对重块数与对重块质量，自动计算得到调整后的平衡系数值，计算公式如下:
3.根据权利要求1所述的电梯平衡系数测试系统，其特征在于:所述最小二乘拟合与插值相融合的方法如下:
设测试数据为(Xi，yi) (i = O, I,…，η)，其中，Xi为轿厢装载载重量与额定载重量的比值，Yi为测试电流值，P(X)为测试曲线表达式，a为系数，则
4.根据权利要求1所述的电梯平衡系数测试系统，其特征在于:所述检测发射器(I)利用对重⑶与轿厢(7)之间距离LI远小于对重⑶与轿厢侧井道壁(6)之间的距离L2的特点，通过检测距离突变判断对重(8)与轿厢(7)在同一水平面时的位置。
5.根据权利要求1至4任一所述的电梯平衡系数测试系统，其特征在于:还包括服务器⑷和打印机(5)，打印机(5)与服务器⑷连接，服务器⑷与所述移动终端(3)无线或有线连接，测试完成后，所述移动终端⑶将测试数据发至服务器(4)，再由打印机(5)打印出测试曲线图。
6.根据权利要求1所述的电梯平衡系数测试系统进行测试的方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤1、将检测发射器(I)安装在电梯对重架(10)上并进入工作状态；
步骤2、将无线锁定电流采集器(2)挂在电梯主回路(9)上并进入工作状态；
步骤3、移动终端(3)开机进入测试界面，选择或输入测试载荷组，设置平衡系数规定范围；
步骤4、轿厢(7)分别承载选择的测试载荷沿全程直驶上下运行，当检测发射器(I)判断对重(8)与轿厢(7)在同一水平面时发出无线信号，当无线锁定电流采集器(2)收到该无线信号后采集电梯驱动电机此刻的电流值；
步骤5、移动终端(3)接收所述无线锁定电流采集器(2)所采集的电流值，并采用最小二乘拟合与插值相融合的方法进行曲线求解并计算平衡系数值；若该平衡系数值在所述平衡系数规定范围内，则测试结束；若该平衡系数值不在所述平衡系数规定范围内，则进入步骤6;
步骤6、调整计算平衡系数，利用移动终端(3)输入增加或减少的对重质量或者对重块数与对重块质量，移动终端(3)自动计算得到调整后的平衡系数值，计算公式如下:
,,Δ, 、， ， NxW
k = Kq ~\--pj/ K = k() -\--;
k为调整后的平衡系数；
k0为调整前的平衡系数；
AW为增加或减少的对重质量；
Q为电梯额定载荷；
N为增加或减少的对重块数量；
W为每块对重块的质量；
当调整后的平衡系数值在所述平衡系数规定范围内时，则根据所述移动终端(3)输入的对重质量调整对重(8)的质量，再进入步骤4进行测试。
7.根据权利要求6所述的电梯平衡系数测试方法，其特征在于:所述步骤5中所述最小二乘拟合与插值相融合的方法如下:
设测试数据为(Xi，yi) (i = O, I,…，η)，其中，Xi为轿厢装载载重量与额定载重量的比值，Yi为测试电流值，P(X)为测试曲线表达式，a为系数，则
8.根据权利要求6所述的电梯平衡系数测试方法，其特征在于:所述步骤4中，所述检测发射器(I)判断对重(8)与轿厢(7)在是否在同一水平面的方法是:利用对重(8)与轿厢(7)之间距离LI远小于对重(8)与轿厢侧井道壁(6)之间的距离L2的特点，通过检测距离突变判断对重(8)与轿厢(7)在同一水平面时的位置。
9.根据权利要求6所述的电梯平衡系数测试方法，其特征在于:所述步骤4中，如果采集的电流值与载荷出现逻辑错误，所述移动终端(3)进行提示重新输入测试电流数据或调整对重质量后进行重新测试；
所述电流值与载荷的逻辑关系如下:当电梯装载载荷大于50%额定载荷时，上行电流值应大于下行电流值；当电梯装载载荷小于50%额定载荷时，上行电流值应小于下行电流值。
10.根据权利要求6至9任一所述的电梯平衡系数测试方法，其特征在于:还包括:
步骤7、测试完成后，移动终端(3)将测试数据发至服务器(4)；
步骤8、打印机(5)打印电梯平衡系数测试曲线图及测试结果，并粘贴于电梯检验记录上。
【文档编号】G01M1/00GKSQ
【公开日】日
申请日期:日
优先权日:日
【发明者】唐跃林
申请人:重庆市特种设备检测研究院